Name: Äquibiaxiales Stretching-Gerät für die konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit lebenden Zellen mit hoher Vergrößerung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-13T13:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: Erfahren Sie, wie Zellen auf mechanische Reize reagieren, mithilfe eines pneumatisch betriebenen äquibiaxialen Stretching-Geräts für lebende Zellen. Diese Methode ermöglicht hochauflösende Mikroskopie zur Untersuchung zellulärer Mechanobiologie.

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<li>Andreu, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+force+loading+rate+drives+cell+mechanosensing+through+both+reinforcement+and+cytoskeletal+softening%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">The force loading rate drives cell mechanosensing through both reinforcement and cytoskeletal softening.</a> Nat. Commun. 12 (1), 4229(2021).</li>
<li>Phuyal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+strain+stimulates+COPII+-dependent+secretory+trafficking+via+Rac1%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+J%22%5BJournal%5D)">Mechanical strain stimulates COPII -dependent secretory trafficking via Rac1.</a> EMBO J. 41 (18), e110596(2022).</li>
<li>Oria, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+loading+explains+spatial+sensing+of+ligands+by+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Force loading explains spatial sensing of ligands by cells.</a> Nature. 552 (7684), 219-224 (2017).</li>
<li>Cole, R. W., Jinadasa, T., Brown, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+and+interpreting+point+spread+functions+to+determine+confocal+microscope+resolution+and+ensure+quality+control%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measuring and interpreting point spread functions to determine confocal microscope resolution and ensure quality control.</a> Nat Protoc. 6 (12), 1929-1941 (2011).</li>
<li>Faure, M. L., Gómez-González, M., Baguer, O., Comelles, J., Martínez, E., Arroyo, M., Trepat, X., Roca-Cusachs, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+Micropatterned+Traction+Force+Microscopy%3A+A+Technique+to+Control+3D+Cell+Shape+While+Measuring+Cell-Substrate+Force+Transmission%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Science%22%5BJournal%5D)">3D Micropatterned Traction Force Microscopy: A Technique to Control 3D Cell Shape While Measuring Cell-Substrate Force Transmission.</a> Advanced Science. 46, 2406932(2024).</li>
<li>Bogdanov, A. M., Kudryavtseva, E. I., Lukyanov, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-fading+media+for+live+cell+GFP+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Anti-fading media for live cell GFP imaging.</a> PLoS One. 7 (12), 53004(2012).</li>
<li>Richter, K. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glyoxal+as+an+alternative+fixative+to+formaldehyde+in+immunostaining+and+super-resolution+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+J%22%5BJournal%5D)">Glyoxal as an alternative fixative to formaldehyde in immunostaining and super-resolution microscopy.</a> EMBO J. 37 (1), 139-159 (2018).</li>
<li>Kopek, B. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+protocols+for+correlative+super-resolution+fluorescence+imaging+and+electron+microscopy+of+chemically+fixed+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Diverse protocols for correlative super-resolution fluorescence imaging and electron microscopy of chemically fixed samples.</a> Nat Protoc. 12 (5), 916-946 (2017).</li>
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<li>Kamble, H., Barton, M. J., Jun, M., Park, S., Nguyen, N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+stretching+devices+as+research+tools%3A+Engineering+and+biological+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Cell stretching devices as research tools: Engineering and biological considerations.</a> Lab Chip. 16 (17), 3193-3203 (2016).</li>
<li>Jorba, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlinear+elasticity+of+the+lung+extracellular+microenvironment+is+regulated+by+macroscale+tissue+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Nonlinear elasticity of the lung extracellular microenvironment is regulated by macroscale tissue strain.</a> Acta Biomater. 92, 265-276 (2019).</li>
<li>Mayer, C. R., Arsenovic, P. T., Bathula, K., Denis, K. B., Conway, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+3D+printed+stretching+devices+for+imaging+force+transmission+in+live-cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Mol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Characterization of 3D printed stretching devices for imaging force transmission in live-cells.</a> Cell Mol Bioeng. 12 (4), 289-300 (2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Acetat-Maske</td><td>JD Photodaten</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acrylamid</td><td>Biorad</td><td>161-0140</td><td>40% Acrylamid-Lösung</td></tr><tr><td>APS</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Nr. A3678</td><td>Ammoniumpersulfat für die Elektrophorese, &ge; 98%</td></tr><tr><td>Aptes</td><td>Sigma Aldrich</td><td>281778</td><td>(3-Aminopropyl)triethoxysilan</td></tr><tr><td>Autonome mikrofluidische Pumpe</td><td>Elveflow Kobalt</td><td>Kobalt Dual</td><td>Kobalt Dual</td></tr><tr><td>Bisacrylamid</td><td>Biorad</td><td>161-0142</td><td>2%ige Bis-Lösung</td></tr><tr><td>Klinge</td><td>Fisher Scientific</td><td>11733919</td><td>Didaktische Gruppe Hoja tat&aacute; ctica X100 LAME BISTOURI STERIL N&deg; 23&nbsp; LAMD23&nbsp;</td></tr><tr><td>Clips</td><td>Sprinter</td><td>AKXX000001</td><td>Bull Dog Clips, 32 mm, aus Metall, Fassungsvermögen 10 mm, vernickelt</td></tr><tr><td>Corona-Behandler</td><td>Elektrotechnische Produkte</td><td>BD-20AC, Artikel-Nr.:12051A</td><td>BD-20AC KORONA-BEHANDLER FÜR LABORS</td></tr><tr><td>Tassen</td><td>VWR</td><td>611-1368</td><td>VWR, Becherbecher, Einweg, 250 mL</td></tr><tr><td>DAPI</td><td>Roche</td><td>10236276001</td><td>DAPI-Färbung</td></tr><tr><td>Ethanol 96%</td><td>Panreac Qu&iacute; Glimmer, SLU</td><td>131085-1212</td><td>Etanol 96% v/v para an&aacute; lisis, ACS- 2,5 L</td></tr><tr><td>Fibronektin</td><td>Sigma</td><td>Nr. F0895</td><td>Fibronektin, aus menschlichem Plasma, flüssig; 0.1%</td></tr><tr><td>FluoSpheres Carboxylat-modifizierte Mikrosphären, 0,1 & Mikro; m</td><td>Lebenstechnik</td><td>F8801, F8803</td><td>Gelbe, grüne und rote fluoreszierende Kügelchen zur Beurteilung der Auflösung</td></tr><tr><td>FluoSpheres Carboxylat-modifizierte Mikrosphären, 0,2 & Mikro; m</td><td>Fisher Scientific</td><td>F8809, F8810</td><td>Gelbe, grüne und rote fluoreszierende Kügelchen für die Dehnungskalibrierung</td></tr><tr><td>Glutaraldehyd</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Nr. G6403</td><td>Glutaraldehydlösung 50% in H2O</td></tr><tr><td>Interferometer</td><td>Veeco&nbsp;</td><td>Wyko NT1100</td><td>Interferometer zur Messung der Dicke von PDMS-Membranen</td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Panreac Qu&iacute; Glimmer, SLU</td><td>131090-1212&nbsp;</td><td>2-Propanol (Reag. Ph. Eur.) para an&aacute; lisis, ACS, ISO</td></tr><tr><td>Laiton wiegt</td><td></td><td></td><td>Sonderanfertigung</td></tr><tr><td>Fusselfreies Taschentuch</td><td>Berkshire</td><td>DURX670, DR670090920</td><td>Vlies-Tücher</td></tr><tr><td>Schmiermittel (Vaseline)</td><td>Sigma</td><td>16415</td><td>Vaseline</td></tr><tr><td>Masken-Aligner</td><td>S&uuml; ss MicroTec&nbsp;</td><td>MJB4&nbsp;</td><td>Mask Aligner für die Fotolithographie auf PMMA-Platten</td></tr><tr><td>Mowiol</td><td>Calbiochem - Merck</td><td>475904</td><td>MOWIOL 4-88 Reagenz</td></tr><tr><td>NIKON Mikroskop Spinning Disk konfokal</td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ti-E/B</td><td>ausgestattet mit Nikon Ti-S-ER&nbsp; Bühne</td></tr><tr><td>NIKON Mikroskop aufrecht</td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ni-E</td><td>ausgestattet mit Nikon NI-SH-E Tisch</td></tr><tr><td>Objektiv 60x</td><td>Nikon</td><td>CFI Apo NIR 60X W</td><td>NIR Apo 60X/1.0w DIC N2 WD 2.8</td></tr><tr><td>PBS-Lösung</td><td>Gibco</td><td>14200067</td><td>DPBS, 10x</td></tr><tr><td>PDMS</td><td>Dow Corning</td><td>2401673921</td><td>Sylgard - 184 Silikon-Elastomer-KIT DN 109</td></tr><tr><td>Petrischalen-Ringabdeckung (groß)</td><td>Proquinorte</td><td>93060</td><td>Plato de cultivo celular TPP Artikelnummer: 07177925 diametro 100</td></tr><tr><td>Petrischale Ringabdeckung (klein)</td><td>Proquinorte</td><td>93060</td><td>Plato de cultivo celular TPP Artikelnummer: 07177924</td></tr><tr><td>Plasma-Reiniger</td><td>Harrick&nbsp;</td><td>PDC-002</td><td>Sauerstoff-Plasma-Generator</td></tr><tr><td>PMMA-Platten und -Ringe</td><td></td><td></td><td>Siehe Excel-Spezifikationstabelle in ergänzenden Dokumenten</td></tr><tr><td>Verlängern</td><td>Invitrogen</td><td>P36930 /P36934</td><td>ProLong Gold Antifading-Reagenz</td></tr><tr><td>Abwehr-Silan</td><td>GE Gesundheitswesen</td><td>17-1332-01</td><td>PlusOne Repel-Silan ES</td></tr><tr><td>Ringe / Gummiring</td><td>Tecnifil</td><td></td><td>Sonderanfertigung</td></tr><tr><td>Schleuder-Coater</td><td>Lorbeer</td><td>WS-650Sz</td><td>Schleuder-Coater</td></tr><tr><td>SPY650-DNA</td><td>Spirochrom</td><td>SC 501</td><td>SPY650-DNA</td></tr><tr><td>Lenklöffel</td><td>VWR</td><td>231-0416</td><td>Eco kurzer Einwegspatel, doppelseitiger Löffel und Schaufel, PP und EcoPure-Additiv</td></tr><tr><td>SU8 Harz 2100</td><td>Mikrochemie</td><td>Y111075</td><td>SU8-2100</td></tr><tr><td>SU8-Entwickler</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>484431</td><td>Propylenglykolmonomethyletheracetat</td></tr><tr><td>TEMED</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T9281-50ML</td><td>N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, Bioreagenz geeignet. Reagenz für Elektrophorese</td></tr><tr><td>Trichlor(1H,1H,2H,2H-perfluoroctyl)silan&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>448931</td><td>&nbsp; Trichlor(1H,1H,2H,2H-perfluoroctyl)silan</td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>IESMAT</td><td>T5039&nbsp;</td><td>Dumont HP Pinzette 7 Edelstahl. 0,17 x 0,10 mm Spitze. (Agar Scientific GmbH)</td></tr><tr><td>Vakuum-Regler</td><td>GARCAP/Parker</td><td>&nbsp; 990-005203-005&nbsp;</td><td>Controlador de vacio&nbsp;</td></tr><tr><td>Vakuumregler fluigent</td><td>Fließend</td><td>LU-FEZ-N800</td><td>LineUp Flow EZ (n800mbar)</td></tr><tr><td>Weißes Bankpapier</td><td>Raima</td><td>931.1001</td><td>&nbsp; Papier Raima 42 x 52</td></tr></tbody></table>

Äquibiaxiales stretching-gerät für die konfokale fluoreszenzmikroskopie mit lebenden zellen mit hoher vergrößerung

Equibiaxial Stretching Device for High Magnification Live-Cell Confocal Fluorescence Microscopy

Kalibrierung und Radialität Die korrekte Charakterisierung des erhaltenen Stammes ist eine Garantie für die Reproduzierbarkeit und Kontrolle der Experimente. Während jeder Probe fluoreszierende Kügelchen hinzugefügt werden können, um die Dehnung genau aufzuzeichnen, gewährleistet ein vorheriger Kalibrierungsschritt die richtige Planung des Experiments, da die Größe der Dehnung bekannt ist, die der Experimentator vor der eigentlichen Dehnung auf die Probe anwenden möchte. Die Dehnung hängt nicht nur vo...

Äquibiaxiales Stretching-Gerät für die konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit lebenden Zellen mit hoher Vergrößerung

Cells are continuously exposed to mechanical forces in physiological and pathological situations, including a variety of tensile and compressive stresses. ...

equibiaxial-stretching-device-for-high-magnification-live-cell

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Xenopus embryonalen Epithelien sind ein ideales Modellsystem, um die Zelle Verhaltensweisen wie Polarität Entwicklung und Formänderung beim epithelialen Morphogenese zu studieren. Traditionelle Histologie des festen Proben wird zunehmend durch Live-Cell-konfokale Bildgebung ergänzt. Hier zeigen wir Methoden, um Frosch Gewebe zu isolieren und zu visualisieren leben Epithelzellen und deren Zytoskelett mit Live-cell konfokalen Mikroskopie.

Live-Cell-Imaging und Quantitative Analyse der embryonalen Epithelzellen in Xenopus laevis</em

Wir veranschaulichen die Verwendung eines axialen optischen Pinzetten-Systems mit konstanter Kraft, um die mechanischen Eigenschaften kurzer DNA-Moleküle zu untersuchen. Durch axiales Dehnen der DNA minimieren wir sterische Behinderungen und Artefakte, die bei herkömmlicher lateraler Manipulation auftreten, und können so DNA-Moleküle von etwa 100 nm Länge untersuchen.

Stretching kurze DNA-Sequenzen mit Constant Force Axial Optische Pinzetten

Wir stellen in diesem Artikel ein neues Streck Plattform, die verwendet werden können, um einzelne Zellantworten auf komplexe anisotropen biaxiale mechanische Verformung zu untersuchen und zu quantifizieren, die mechanischen Eigenschaften von biologischen Geweben.

A Novel Stretching-Plattform für Anwendungen in der Zell-und Gewebe Mechanobiologie

Ein neuartiges Bildgebungsprotokoll wurde entwickelt, das einen speziellen motorbetriebenen mechanischen Aktuator verwendet, um die Messung von Echtzeitreaktionen auf mechanische Dehnung in lebenden Zellen zu ermöglichen. Das für die Mechanobiologie relevante System kann Dehnungen von bis zu 20 % aufbringen und ermöglicht gleichzeitig eine Bildgebung nahezu in Echtzeit mit konfokaler oder Rasterkraftmikroskopie.

Live Cell Imaging bei Mechanical Stretch

Neue Werkzeuge für die Mechanobiology Forschung sind erforderlich, um verstehen, wie mechanischen Beanspruchung biochemische Stoffwechselwege aktiviert und biologische Reaktionen hervorruft. Hier präsentieren wir eine neue Methode zur selektiven mechanischen Stimulation der immobilisierten Tiere mit einem mikrofluidischen Trap ermöglicht hochauflösende Bildgebung der zellulären Antworten.

Verwendung von einem Mikrofluidik-Gerät für mechanische Stimulation und High Resolution Imaging von C. elegans

Mit Hilfe eines zuvor entwickelten Geräts zur mechanischen Belastung von Anbauzellen beschreibt dieser Beitrag eine neu gestaltete Substratum-Geometrie und ein maßgeschneidertes Gerät zur hochauflösenden Einzeller-Abbildung von angespannten Zellen mit einem 100x Öl-Immersionsziel.

Hochauflösende Bildgebung von Kerndynamik in Live-Zellen unter Uniaxialer Tensile-Straße

Hier wird das Protokoll der Conpokal-Technik vorgestellt, das konfokale und atomare Kraftmikroskopie zu einer einzigen Instrumentenplattform vereint. Conpokal bietet die gleiche Zelle, die gleiche Region, fast gleichzeitige konfokale Bildgebung und mechanische Charakterisierung von lebenden biologischen Proben.

Nahezu simultanes Laserscanning Konfokal- und Atomkraftmikroskopie (Conpokal) auf lebenden Zellen

Hier wird ein Protokoll für die hochauflösende Bildgebung von Lebendzellen in intaktem Gewebe vorgestellt. Wir haben die Bedingungen für die Abbildung einer hochempfindlichen adulten Stammzellpopulation in ihrer nativen Gewebeumgebung standardisiert. Diese Technik beinhaltet das Ausbalancieren der zeitlichen und räumlichen Auflösung, um die direkte Beobachtung biologischer Phänomene in lebendem Gewebe zu ermöglichen.

Hochauflösende Live-Cell-Bildgebung subzellulärer Strukturen

Hier beschreiben wir Berechnungswerkzeuge und -methoden, die die Visualisierung und Analyse von drei- und vierdimensionalen Bilddaten von Mausembryonen im Rahmen der axialen Dehnung und Segmentierung ermöglichen, die durch optische In-toto-Projektionstomographie und durch Live-Bildgebung und Ganzkörper-Immunfluoreszenzfärbung mittels Multiphotonenmikroskopie erhalten werden.

Drei- und vierdimensionale Visualisierungs- und Analyseansätze zur Untersuchung der axialen Dehnung und Segmentierung von Wirbeltieren

Die hochauflösende Mikroskopie kann einen detaillierten Einblick in die Organisation von Komponenten innerhalb des synaptonemalen Komplexes bei der Meiose geben. Hier demonstrieren wir ein Protokoll zur Auflösung einzelner Proteine des Synaptonemalkomplexes Caenorhabditis elegans .

Super-Resolution-Mikroskopie des synaptonemalen Komplexes in der Keimbahn von Caenorhabditis elegans

Hier stellen wir ein neuartiges Gerät vor, das isotrope und uniaxiale Dehnungswellenformen auf Zellen anwendet und gleichzeitig Kultur auf Substraten mit abstimmbarer Steifigkeit und anpassbaren Proteinmatrizen unterstützt. Diese einfache, wirtschaftliche Plattform ermöglicht es Forschern, zu untersuchen, wie mechanische Hinweise die zelluläre Funktion sowohl in grundlegenden Studien als auch in krankheitsrelevanten Kontexten regulieren.

Eine neuartige Plattform für in vitro zelluläre Dehnung und Bildgebung

Erfahren Sie, wie Zellen auf mechanische Reize reagieren, mithilfe eines pneumatisch betriebenen äquibiaxialen Stretching-Geräts für lebende Zellen. Diese Methode ermöglicht hochauflösende Mikroskopie zur Untersuchung zellulärer Mechanobiologie.

Äquibiaxiales Stretching-Gerät für die konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit lebenden Zellen mit hoher Vergrößerung

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